滑塊離心式摩擦離合器設(shè)計論文

1、工程機械設(shè)計作業(yè)姓名：黃 龍班級：072143學(xué)號：20141001679滑塊離心式摩擦離合器設(shè)計1、設(shè)計任務(wù)書設(shè)計背景 離心離合器由于有固定的結(jié)合轉(zhuǎn)數(shù)和過載保護功能而被廣泛應(yīng)用于油鋸、割灌機、風(fēng)力滅火機、無變速器等機具的傳動中，它對保護操作者和機具過載時的安全是十分重要的?；瑝K離心式離合器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、它是由主動盤、摩擦塊、壓縮彈簧和被動盤組成的。通過本課程設(shè)計，掌握滑塊離心式摩擦離合器的設(shè)計方法、步驟，進(jìn)一步了解離合器的工作狀況和性能，從而提高機械產(chǎn)品的設(shè)計能力。1.3設(shè)計參數(shù) 汽油發(fā)動機的外特性參數(shù)其它參數(shù)滑塊離心式摩擦離合器設(shè)計原始參數(shù)發(fā)動機型號1E52F1E50F1E40FXY1P

2、64F怠速(rpm)21002100210015001650最高轉(zhuǎn)速(rpm)80008000800034003200額定功率/轉(zhuǎn)速(kw/rpm)5HP/75004HP/60006/2800最大輸出扭矩/轉(zhuǎn)速(N.m/rpm)5.52 /60008.8 /2500輸出軸直徑(mm)1617（大端）142525輸出軸連接形式6花鍵1:10錐面半月鍵4花鍵6mm寬單鍵連接6mm寬單鍵連接允許離合器外經(jīng)(mm)85 mm82 mm80 mm110 mm125 mm允許離合器高度(mm)28mm26mm24mm35mm40mm離合器離心塊與被動盤間隙1設(shè)計選擇發(fā)動機型號為 ， 滑塊：3 ， 石棉 對

3、 石棉2、具體設(shè)計步驟確定離合器需要傳遞的扭矩：Mf=Nm，初定結(jié)合轉(zhuǎn)速：n2 n1=1650（r/min）；取n2=2200r/min。確定離合器的結(jié)構(gòu)形式：設(shè)計為三塊離心塊，Z=3；R被動盤內(nèi)表面半徑R=50mm 選擇離合器壁厚為3mm離心塊與被動盤間隙1mm初步設(shè)計離心塊結(jié)構(gòu)和形狀，據(jù)此初定離心塊的質(zhì)心半徑：r=25mm；材料選擇，離心塊和被動盤均為鋼；摩擦為石棉對石棉，磨擦系數(shù)f=0.4。4）確定離合器的質(zhì)量m：要滿足兩個條件：（1）傳遞最大扭矩Mf時： 由此算得m=142.6g。式中，n為發(fā)動機最大扭矩Mf時的轉(zhuǎn)速； f為離心快與被動 盤內(nèi)表面的摩擦系數(shù) （本設(shè)計取石棉對石棉的摩擦系

4、數(shù)為f=0.4） （2）結(jié)合轉(zhuǎn)速時： 式中：F2結(jié)合轉(zhuǎn)速n2時離心塊產(chǎn)生的離心力 Fn彈簧對離心塊張緊力的徑向分力 2結(jié)合轉(zhuǎn)速n2時的角速度 5）彈簧的設(shè)計計算：現(xiàn)取繞線比C=5，選擇65Mn彈簧鋼絲，查得彈簧鋼絲的拉伸強度極限，彈簧材料的許用應(yīng)力1170MPa ，取d=2mm。查得彈簧鋼絲的拉伸強度極限彈簧材料的許用應(yīng)力1170MPa符合要求。彈簧的中徑D=CXd=5*2=10 彈簧的外徑=D+d=12.符合條件。預(yù)緊力的計算： 計算彈簧的最小預(yù)緊力 F=m=0.142 10-3（2 *3.14*2200/ 60）2=275.5Nm ,對彈簧施加275.5N,則彈簧的勁度系數(shù)可得：Fmax-

5、F=Kx， x=1mm，則K=51N/mm。則彈簧預(yù)緊壓縮長度為：275.5/51=5.2mm。取C=5，D=10mm，曲度系數(shù)k1.15+0.615/C=1.3035 ；C為旋繞比，D彈簧中徑，d為彈簧簧絲直徑。試算d=21.02=2.04mm，故選擇d=2.0。k=1.267；則d1.75,則d=2.0。外徑 D2=D+d=12.0mm，內(nèi)徑D1=10-2.0=8.0mm。則彈簧的總?cè)?shù)為n=n1+1.5=6圈彈簧的節(jié)距：P=0.3D=3mm。彈簧自由長度：H0 pn+1.5d=34.5+2彈簧展開長度： 6）鍵的選擇及強度校核軸與主動盤用雙圓頭普通平鍵聯(lián)接,選鍵66 GB/T1096-2

6、003A型，主動盤都是石棉，查表得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值鍵的工作長度，鍵與主動輪鍵槽的接觸高度所以所選用的鍵合適離合器特性曲線：圖中： n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/min; 為發(fā)動機輸出的有效轉(zhuǎn)矩，N/m; 為發(fā)動機輸出的有效功率，W； 為離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N/m;液力變矩器（耦合）原理結(jié)構(gòu)液力 HYPERLINK s:/baike.so /doc/5430304-5668563.html t s:/baike.so /doc/_blank 耦合器結(jié)構(gòu)以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性聯(lián)軸器，又稱液力聯(lián)軸器。液力耦合器(見圖)的泵輪和渦輪組成一個可使液體循環(huán)流動的密閉工作腔，泵輪裝在輸入軸上,渦輪裝在輸出

7、軸上。動力機(內(nèi)燃機、電動機等)帶動輸入軸旋轉(zhuǎn)時，液體被離心式泵輪甩出。這種高速液體進(jìn)入渦輪后即推動渦輪旋轉(zhuǎn)，將從泵輪獲得的能量傳遞給輸出軸。最后液體返回泵輪，形成周而復(fù)始的流動。液力耦合器靠液體與泵輪、渦輪的葉片相互作用產(chǎn)生動量矩的變化來傳遞扭矩。它的輸出扭矩等于輸入扭矩減去摩擦力矩，所以它的輸出扭矩恒小于輸入扭矩。液力耦合器輸入軸與輸出軸間靠液體聯(lián)系，工作構(gòu)件間不存在剛性聯(lián)接。液力耦合器的特點是:能消除沖擊和振動;輸出轉(zhuǎn)速低于輸入轉(zhuǎn)速，兩軸的轉(zhuǎn)速差隨載荷的增大而增加;過載保護性能和起動性能好,載荷過大而停轉(zhuǎn)時輸入軸仍可轉(zhuǎn)動,不致造成動力機的損壞;當(dāng)載荷減小時，輸出軸轉(zhuǎn)速增加直到接近于輸入軸

8、的轉(zhuǎn)速。液力耦合器的傳動效率等于輸出軸轉(zhuǎn)速乘以輸出扭矩(輸出功率)與輸入軸轉(zhuǎn)速乘以輸入扭矩(輸入功率)之比。一般液力耦合器正常工況的轉(zhuǎn)速比在0.95以上時可獲得較高的效率。液力耦合器的特性因工作腔與泵輪、渦輪的形狀不同而有差異。如將液力耦合器的油放空，耦合器就處于脫開狀態(tài)，能起離合器的作用。液力 HYPERLINK s:/baike.so /doc/5430304-5668563.html t s:/baike.so /doc/_blank 耦合器工作原理液力耦合器是一個內(nèi)含兩個環(huán)形輪片的密封機構(gòu)。驅(qū)動輪稱為泵輪，被驅(qū)動輪稱為渦輪，泵輪和渦輪都稱為工作輪。在工作輪的環(huán)狀殼體中，徑向排列著許多葉

9、片。泵輪和渦輪裝合后，形成環(huán)形空腔，其內(nèi)充有工作油液。泵輪通常在 HYPERLINK s:/baike.so /doc/2372564-2508623.html t s:/baike.so /doc/_blank 內(nèi)燃機或 HYPERLINK s:/baike.so /doc/1528240-1615674.html t s:/baike.so /doc/_blank 電機驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，帶動工作油液做比較復(fù)雜的向心力運動。高速流動的油液在 HYPERLINK s:/baike.so /doc/2152299-2277276.html t s:/baike.so /doc/_blank 科里奧利力

10、的作用下沖擊渦輪葉片，將動能傳給渦輪，使渦輪與泵輪同方向旋轉(zhuǎn)。油液從渦輪的葉片邊緣又流回到泵輪，形成循環(huán)回路，其流動路線如同一個首尾相連的環(huán)形螺旋線。三爪卡盤原理三爪卡盤由卡盤體、活動卡爪和卡爪驅(qū)動機構(gòu)組成。三爪卡盤上三個卡爪導(dǎo)向部分的下面，有螺紋與碟形傘齒輪背面的平面螺紋相嚙合，當(dāng)用扳手通過四方孔轉(zhuǎn)動小傘齒輪時，碟形齒輪轉(zhuǎn)動，背面的平面螺紋同時帶動三個卡爪向中心靠近或退出，用以夾緊不同直徑的工件。用在三個卡爪上換上三個反爪，用來安裝直徑較大的工件。三爪卡盤的自行對中精確度為0.05-0.15mm。用三爪卡盤加工工件的精度受到卡盤制造精度和使用后磨損情況的影響?？ūP按驅(qū)動卡爪所用動力不同分為手

11、動卡盤和動力卡盤兩種。手動卡:為通用附件，常用的有自動定心的三爪卡盤和每個卡爪可以單獨移動的四爪卡盤。三爪卡盤(圖1 三爪卡盤)由小錐齒輪驅(qū)動大錐齒輪。大錐齒輪的背面有阿基米德螺旋槽，與3個卡爪相嚙合。因此用扳手轉(zhuǎn)動小錐齒輪便能使3個卡爪同時沿徑向移動，實現(xiàn)自動定心和 HYPERLINK s:/baike.so /doc/5374412-5610449.html t s:/baike.so /doc/_blank 夾緊適于夾持圓形正三角形或正六邊形等的工件?？卓趭A持器的類型1.常閉式夾持器 常閉式夾持器靠彈簧預(yù)緊力夾緊鉆具，油壓松開，在不工作時，處于夾緊夾具狀態(tài)，常用在鉆進(jìn)大角度傾斜孔的鉆機上

12、。一組經(jīng)過預(yù)壓縮的彈簧作用在斜面（如圖1卡瓦座）或杠桿等增力機構(gòu)上，使卡瓦座產(chǎn)生軸向移動，帶動卡瓦徑向移動，夾緊鉆具；高壓油進(jìn)入卡瓦座與外殼形成油缸，進(jìn)一步壓縮彈簧，使卡瓦座和卡瓦產(chǎn)生反向運動，松開鉆具。此類夾緊具結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，夾持力取決于彈簧預(yù)緊力不受油壓變化的影響，可在突然停電時，快速、可靠地夾緊鉆具，防止跑鉆事故。 2.常開式夾持器 常開式夾持器一般采用液壓夾緊、彈簧松開的方式，在不工作時處于松開狀態(tài)。這種夾持器結(jié)構(gòu)與常閉式夾持器相似，不同的是油缸和彈簧使卡瓦產(chǎn)生的運動方向與常閉相反而已。夾持器靠油缸的推力產(chǎn)生夾持力，油壓的下降將直接引起夾持力的下降，一般在油路上設(shè)置性能可靠的液壓鎖來保持壓力。 3.復(fù)合夾持器 所謂復(fù)合夾持器就是將常閉夾持器和液壓夾緊、彈簧松開式夾持器巧妙地結(jié)合在一起，見圖2，其工作原理是利用壓縮彈簧預(yù)緊力來克服鉆具的自重，主軸油缸松開夾持器，當(dāng)高壓油進(jìn)入主油缸推動主油缸4向右移動，通過頂柱5將力傳給右卡瓦座9，碟簧11被進(jìn)一步壓縮，右卡瓦座右移；同時，在圓柱彈簧15的作用下，左卡瓦座左移，松開鉆具。彈簧的預(yù)緊力和副油缸的合力來克服鉆具的自重與鉆機轉(zhuǎn)矩的合